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阴离子，阳离子和中性分子的水合现象在化学和生物分子领域起着重要作用，而贵金属元素丰富的性质使水合贵金属团簇拥有着特殊的性质，因此贵金属的水合作用成为近些年来研究的焦点。但是，关于水合贵金属团簇的几何结构等实验信息是很有限的，而随着计算方法和计算机技术的飞速发展，对团簇的理论研究能够得到更多、更准确的结果。本文采用量子化学从头算方法中的MP2、CCSD(T)方法对Mδ(H2O)1,2(M=Cu,Ag,Au,δ=0,-1和1)、M+(H2O)Rg(Rg=Ne,Ar,Kr)、M+(H2O)Ar2以及M+(H2O)2Ar进行了详细的理论研究。 对M+(H2O)(M=Cu, Ag, Au)体系的结构和结合能进行了研究，研究结果显示Cu+(H2O)，Ag+(H2O)和Au+(H2O)的结合能都高于单个红外光子的能量，因此实验上很难观测到M+(H2O)(M=Cu,Ag,Au)的红外光谱。在此基础上，对含Ar原子的水合贵金属离子团簇M+(H2O)Ar的进行了研究，用Ar原子结合能解释了实验中通过加入Ar原子的技术可以获得Ag+(H2O)红外光谱，但Cu+(H2O)的红外光谱中只能观测到一个宽峰的现象，预言了使用加入Ar原子的方法无法获得Au+(H2O)红外光谱。并且，与M+(H2O)的振动频率相比，Ar原子与贵金属离子 M+之间的相互作用导致对称和反对称 OH伸缩频率发生蓝移，而Ar原子与H原子相连引起OH伸缩频率大的红移。另外，通过加入Ne原子的方法可以得到M+(H2O)(M=Cu,Ag,Au)的红外光解光谱。 对 Cu+(H2O)Ar2和Au+(H2O)Ar2的几何结构和结合能进行了计算和分析，结果表明，能够通过单光子吸收得到Cu+(H2O)Ar2和Au+(H2O)Ar2的红外光谱，本文为实验上获得团簇的红外光谱提供了重要的理论依据。对 M+(H2O)2(M=Cu, Ag,Au)的几何结构进行了优化，其基态几何结构均具有C2对称性，并预言了单个红外光子很难使M+(H2O)2(M= Cu,Ag,Au)发生解离从而得到红外光谱。在此基础上，为了探索通过添加Ar原子的方法能否得到M+(H2O)2的红外光谱，本文采用从头算方法对M+(H2O)2Ar(M=Cu,Ag,Au)的几何结构，结合能和振动频率进行了系统的研究。理论研究预言了Cu+(H2O)2Ar和Ag+(H2O)2Ar有两个异构体，Ag+(H2O)2Ar中Ar原子与M+相连的异构体较稳定，Cu+(H2O)2Ar的稳定结构中Ar原子更倾向于与H2O分子相连，而对于Au+(H2O)2Ar，只发现一个Ar原子与H原子相连的结构。另外，M+(H2O)2Ar的结合能远小于红外光子的能量，因此获得M+(H2O)2Ar(M=Cu,Ag,Au)的红外光谱是可能的。并且Ar原子连接到M+对含Cu和Ag体系红外光谱的影响非常小，然而，Ar原子与OH键相连会导致OH伸缩频率大的红移。 本文采用二阶微扰论(MP2)方法优化了Mδ(H2O)1,2(M=Cu,Ag,Au,δ=0和-1)的各种可能初始几何构型，确定了基态结构并计算了振动频率。结果表明，M(H2O)(M=Cu,Ag,Au)的基态结构具有Cs对称性，贵金属原子M与O原子相连。M(H2O)2的基态结构具有C1对称性，与(H2O)2的键长和键角相比，M(H2O)2(M=Cu, Ag, Au)体系的OH键伸长，H-O-H键角增加。另外，M-(H2O)(M=Cu,Ag,Au)基态结构中贵金属阴离子M-与H2O分子中的一个H原子相连，拥有一个M--H…O氢键。M-(H2O)2(M=Cu,Ag,Au)体系基态几何结构拥有两个不等的M--H…O氢键和一个H2O-H2O之间的氢键，形成一个环形结构。与H2O和(H2O)2的OH伸缩频率相比，Mδ(H2O)1,2(M=Cu,Ag,Au,δ=0和-1)体系中相应的频率发生红移现象。